DE102005002057A1 - Surface pressure distribution sensor for e.g. access security, distribution of position of bodies during mechanical assembly has pairs of electrical conductors arranged on the same side of laminar non-conductive medium - Google Patents

Surface pressure distribution sensor for e.g. access security, distribution of position of bodies during mechanical assembly has pairs of electrical conductors arranged on the same side of laminar non-conductive medium Download PDF

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Abstract

The sensor has a number of elements, which consist of a pair of electrical conductors (2,3) and laminar and compressible non-conductive medium (1) affected by pressing force. The pairs of electrical conductors are arranged on the same side of the laminar non-conductive medium.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor für die Verteilung von Flächenpressung mit einer Vielzahl von Sensorelementen, die aus jeweils einem Paar von elektrischen Leitern und jeweils einem flächigen und kompressiblen, durch die Presskraft beeinflussten elektrischen nicht leitenden Medium bestehen.The The invention relates to a sensor for the distribution of surface pressure with a variety of sensor elements, each consisting of a pair of electrical conductors and each a flat and compressible, by the pressing force affected electrical non-conductive medium consist.

Hierbei ist zum Beispiel das Vorhandensein und die Größe der Presskraft, ihr zeitlicher Verlauf, die Fläche der Einwirkung oder die Flächenverteilung der Kraft von Interesse. Anwendungsbeispiele sind Zugangssicherung, Wägung, die Ermittlung der Lage von Körpern bei der maschinellen Montage und insbesondere die Flächenverteilung von Kraft zwischen Maschinenteilen, zwischen Werkstück und Maschine, unter Reifen sowie in Schuhen.in this connection is, for example, the presence and the size of the pressing force, their temporal Course, the area the action or the area distribution of the Power of interest. Application examples are access protection, weighing, the determination of the position of bodies in mechanical assembly and in particular the area distribution of force between machine parts, between workpiece and machine, under tires as well as in shoes.

Für den Aufbau von Sensoren für solche Verteilungen von Flächenpressungen stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, z.B. auf Federn basierende, resistive, induktive oder piezoelektrische. Auch kapazitive Sensoren für die Flächenpressung sind allgemein bekannt. Hier wird ein kompressibles nicht leitendes Medium zwischen flächigen Leiterpaaren angeordnet, beim Einwirken einer Kraft nähern sich die flächigen Leiter einander an. Bei einer strukturierten Oberfläche des nicht leitenden Mediums oder bei Ausbildung des nicht leitenden Mediums als Schaum erhöht sich hierbei zusätzlich die mittlere Dielektrizitätskonstante des nicht leitenden Mediums. Beide Effekte führen zu einer Erhöhung der Kapazität, was zur Messung herangezogen wird. Dieses Prinzip ist z.B. in DE 25 29 475 C3 oder US 4,827,763 beschrieben und wird bei zahlreichen Industrieprodukten angewandt. Es hat den Vorteil des bekannten Auf baus, der übersichtlichen Wirkungsweise und der einfachen mathematischen Behandlung.For the construction of sensors for such distributions of surface pressure numerous possibilities are available, eg spring-based, resistive, inductive or piezoelectric. Also capacitive sensors for surface pressure are well known. Here, a compressible non-conductive medium is arranged between flat conductor pairs, the action of a force, the flat conductors approach each other. In the case of a structured surface of the nonconducting medium or in the case of formation of the nonconducting medium as foam, the mean dielectric constant of the nonconducting medium additionally increases in this case. Both effects lead to an increase in the capacity, which is used for the measurement. This principle is eg in DE 25 29 475 C3 or US 4,827,763 described and used in many industrial products. It has the advantage of the well-known construction, the clear operation and the simple mathematical treatment.

Bei manchen Anwendungen treten jedoch Probleme auf:

  • 1. Bei der Messung der Verteilung von Flächenpressung (meist als „Druckverteilung" bezeichnet), sind viele Kondensatorplatten nebeneinander anzuordnen und mit der Messanordnung zu verkabeln oder gemäß DE 25 29 475 C3 teilweise untereinander zu verbinden, um einen ökonomisch abfragbaren Aufbau zu erzielen. Dadurch reagiert die Gesamtheit der Kondensatorplatten nicht mehr punktelastisch sondern flächenelastisch, d.h. bei Einwirkung von Kraft auf einen gewissen Messkondensator spricht das Signal auf die Nachbarn über.
  • 2. Ist der Sensor biegbar ausgeführt, verändern sich bei Biegung der Außenradius und der Innenradius in unterschiedlichem Maße. Dies erfordert eine dehnbare Ausführung der äußeren und/oder eine stauchbare Ausführung der inneren Verkabelung oder der miteinander verbundenen Platten. Ist dies nicht hinreichend gegeben, falten die inneren Verkabelungen und Leiterplatten ein und verursachen gravierende Messfehler.
  • 3. Ist der Sensor biegbar ausgeführt und sind Verkabelungen und Platten nicht extrem dehnbar und stauchbar, so wird das nicht leitende Medium allein durch die Biegung komprimiert, was zu einer Änderung der Ruhekapazität und -noch gravierender- zu einer Änderung der Empfindlichkeit führt.
However, some applications experience problems:
  • 1. When measuring the distribution of surface pressure (usually referred to as "pressure distribution"), many capacitor plates are to be arranged next to each other and wired to the measuring arrangement or according to DE 25 29 475 C3 partially connect with each other to achieve an economically queryable structure. As a result, the totality of the capacitor plates no longer reacts with point elasticity but with surface elasticity, ie when the force is applied to a certain measuring capacitor, the signal is transmitted to the neighbors.
  • 2. If the sensor is bendable, the outer radius and the inner radius change to different degrees during bending. This requires a stretchable version of the outer and / or a compressible version of the inner wiring or the interconnected plates. If this is not sufficient, the inner wiring and printed circuit boards fold in and cause serious measuring errors.
  • 3. If the sensor is bendable and wiring and plates are not extremely ductile and compressible, the non-conductive medium will be compressed by the bend alone, resulting in a change in resting capacity and, more seriously, a change in sensitivity.

Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, einen Sensor für die Verteilung von Flächenpressung zu schaffen, der punktelastisch ist und der bei Biegung zu keiner fehlerhaften Messung führt.task the invention, however, it is a sensor for the distribution of surface pressure to create, which is point elastic and the bend at no erroneous measurement leads.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Paare von elektrischen Leitern auf der gleichen Seite des flächigen nicht leitenden Mediums angeordnet sind. Da bei dieser Anordnung auf der anderen Seite des nicht leitenden Mediums keine Kabel und Platten angeordnet werden müssen, können bei dieser Anordnung auch nicht

  • 1. benachbarte Messkondensatoren einander beeinflussen,
  • 2. bei Biegung einfalten oder aufgrund nicht ausreichender Dehnbarkeit ein Einfalten der auf der anderen Seite des nicht leitenden Mediums angeordneten Kabel und Platten verursachen,
  • 3. bei Biegung aufgrund nicht ausreichender Dehnbarkeit oder Stauchbarkeit das nicht leitenden Mediums komprimieren.
This object is achieved according to the characterizing part of claim 1, characterized in that the pairs of electrical conductors are arranged on the same side of the sheet non-conductive medium. In this arrangement, since no cables and plates need to be arranged on the other side of the non-conductive medium, this arrangement can not
  • 1. adjacent measuring capacitors influence each other,
  • 2. when folded, or due to insufficient extensibility, cause the cables and plates to be folded on the other side of the non-conductive medium,
  • 3. compress the non-conductive medium when bent due to insufficient ductility or compressibility.

So wird ein Sensor geschaffen, der ein geringes Übersprechen aufweist und auch bei Biegung eine einwandfreie Messung ermöglicht.So a sensor is created which has a low crosstalk and also allows a perfect measurement during bending.

Der Sensor weist dabei üblicherweise mehr als zwei, jedoch insbesondere mehr als zehn Sensorelemente auf.Of the Sensor usually has more than two, but in particular more than ten sensor elements on.

Sind in dieser Anordnung die elektrischen Leiter gemäß Anspruch 2 und 3 flächig, nahezu parallel und nahezu in der gleichen Ebene angeordnet, laufen die aus einem Leiter austretenden elektrischen Feldlinien gebogen auf den anderen Leiter zurück. Hierbei durchdringen sie das nicht leitende Medium und werden in diesem durch die zu messende Kraft beeinflusst. Ist der Abstand der Leiterpaare klein gegen die Dicke des nicht leitenden Mediums, ist für die Beeinflussung der Kapazität die Dickenänderung des nicht leitenden Mediums von geringer Bedeutung; wesentlich ist die Zunahme der Dielektrizitätskonstanten in der unmittelbaren Umgebung der Leiter sowie bei einer erhabenen Ausbildung der Leiter über ihrem Träger gem. Anspruch 7 das Eindringen des nicht leitenden Mediums in den Raum zwischen den Leitern.Are in this arrangement, the electrical conductors according to claim 2 and 3 areally arranged almost parallel and almost in the same plane, the electrical field lines emerging from a conductor bent back to the other conductor. Here they penetrate the non-conductive medium and are influenced in this by the force to be measured. If the distance of the pairs of conductors is small compared to the thickness of the non-conductive medium, the change in thickness of the non-conductive medium is of little importance for influencing the capacitance; essential is the increase of the dielectric constant in the immediate vicinity of the Ladder and in a sublime training of the ladder over its carrier gem. Claim 7, the penetration of the non-conductive medium in the space between the conductors.

Im Folgenden sind besonders vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben.in the Below, particularly advantageous embodiments of the arrangement according to the invention are described.

Für einen deutlichen Messeffekt wird eine ausreichend große Kapazität des Messkondensators benötigt. Dies wird gemäß den Ansprüchen 2, 4, 5 und 6 sichergestellt durch eine flächige Ausbildung der Leiter und durch ein zinkenartiges Auffächern der Leiter, wobei die Kapazität insbesondere durch eine kammartige Auffächerung unter Bildung von zinkenartigen Teilen und durch ein Ineinandergreifen der kammzinkenartigen Flächenteile vergrößert wird.For one significant measurement effect, a sufficiently large capacitance of the measuring capacitor is needed. This is according to claims 2, 4, 5 and 6 ensured by a flat design of the ladder and by a tine-like fanning the conductor, with the capacity in particular by a comb-like fanning to form tine-like Divide and by an intermeshing of the comb-tooth-like surface parts is enlarged.

Technisch wird die Herstellung von vielfachen Plattenpaaren mit vielfacher kammartiger Auffächerung wesentlich erleichtert, wenn die Leiter gemäß Anspruch 8 auf einer elektronischen Schaltplatine angeordnet werden, da so einfache und leistungsfähige Ätz- oder Print-Verfahren zur Herstellung eingesetzt werden können.Technically becomes the production of multiple plate pairs with multiple comb-like fanning much easier if the conductor according to claim 8 on an electronic Circuit board can be arranged, because so simple and powerful etching or Print process can be used for the production.

Werden die Leiter gemäß Anspruch 9 auf der Seite der Platine angeordnet, die dem nicht leitenden Medium zugewandt ist, so ist der Messeffekt besonders groß, da der Bereich großer Felddichte im nicht leitenden Medium liegt.Become the ladder according to claim 9 arranged on the side of the board, which is the non-conductive medium is facing, so the measuring effect is particularly large, since the Area big Field density is in non-conductive medium.

Ist diese Seite dagegen gemäß Anspruch 10 dem nicht leitenden Medium abgewandt, so ist der Messeffekt zwar kleiner, der durch das Trägermaterial der Platine realisierte zwischengeschaltete Bereich konstanter Dielektrizitätskonstante reduziert dagegen störende Einflüsse des Klebers sowie Nichtlinearitäten bei der Kompression des nicht leiten den Mediums. Die Leiter eines Leiterpaares können gem. Anspruch 11 auch auf unterschiedlichen Seiten der Platine angeordnet werden. Dann sind die flächigen Leiter trotz der Parallelverschiebung nahezu in einer Ebene angeordnet und die gekrümmten Feldlinien durchdringen wiederum das benachbarte nicht leitende Medium. Vorteilhaft ist hierbei, dass so die bei der Anordnung auf der gleichen Seite notwendigen Durchkontaktierungen zur kreuzungsfreien Verdrahtung entfallen und dass die Leiterpaare enger zueinander angeordnet werden können.is this page, however, according to the claim 10 facing away from the non-conductive medium, the measuring effect is indeed smaller, by the carrier material the board realized intermediate area of constant dielectric constant reduces annoying influences of the adhesive as well as nonlinearities at compression of not lead the medium. The leader of a Conductor pair can gem. Claim 11 also arranged on different sides of the board become. Then the flat ones Head despite the parallel displacement arranged almost in one plane and the curved field lines in turn penetrate the adjacent non-conductive medium. Advantageous here is that so in the arrangement on the same page necessary through holes for crossing-free wiring omitted and that the pairs of conductors are arranged closer together can.

Ist die Platine gemäß Anspruch 12 biegbar, kann der Sensor auf einfache Weise gekrümmten und weichen Oberflächen angepasst werden, da das nicht leitende Medium leicht biegbar ausgestaltet werden kann und da eine die Biegung störende zweite Fläche mit elektrischen Leitern durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vermieden ist.is the board according to claim 12 bendable, the sensor can easily curved and soft surfaces be adapted because the non-conductive medium are designed to be slightly bendable can and there is a bend annoying second surface with electrical conductors by the characteristics of the characteristic Part of claim 1 is avoided.

Der Verbindungstechnik zwischen dem nicht leitenden Medium und den Leitern bzw. Platinen ist besonderes Augenmerk zu widmen, da die Verbindung im Bereich hoher Feldstärken liegt und so der Sensor empfindlich auf die Verbindung reagiert. Bewährt haben sich gem. Anspruch 13 Verklebungen, und hier insbesondere gemäß Anspruch 14 das Aufsprühen von Haftkleber. Wird als nicht leitendes Medium Silikonkautschuk eingesetzt, der sich besonders schwer verkleben lässt, wird gemäß Anspruch 19 die Verklebung nahezu störungsfrei mit flüssigem Silikon-Kautschuk vorgenommen.Of the Connection technology between the non-conductive medium and the conductors or boards is to pay special attention to the connection in the range of high field strengths and so the sensor is sensitive to the connection. proven have gem. Claim 13 bonds, and in particular according to claim 14 spraying of pressure-sensitive adhesive. Is used as non-conductive medium silicone rubber used, which is particularly difficult to glue, will according to claim 19 the bonding almost trouble-free with liquid silicone rubber performed.

Werden jeweils zwei Sensorelemente so miteinander verbunden, dass sich die Leiter jeweils paarweise flächig berühren, oder was elektrisch gleichbedeutend ist, werden die einander berührenden Leiter durch einen einzigen ersetzt, so entsteht gemäß Anspruch 15 eine Anordnung, bei der das nicht leitende Medium nicht nur auf einer (z.B. der oberen) Seite der Leiterpaare angeordnet ist, sondern auch auf der anderen (z.B. der unteren). So verdoppelt sich das Signal und Störungen durch Variation der Umgebung, z.B. der Auflage entfallen. Weiterhin wird so bei einer Biegung des Sensors gem. Anspruch 12 die eine nicht leitende Schicht des Mediums gestaucht, die andere gedehnt, so dass sich Biegungseinflüsse teilweise kompensieren.Become two sensor elements connected to each other so that the ladder in pairs flat touch, or what is electrically equivalent, become the touching ones Ladder replaced by a single, so arises according to the claim 15 shows an arrangement in which the non-conductive medium is not only on one (e.g., the upper) side of the conductor pairs, but also on the other (for example the lower one). That doubles that Signal and interference by varying the environment, e.g. the edition omitted. Farther is gem in accordance with a bend of the sensor. Claim 12 the one non-conductive layer of the medium compressed, the other stretched, so that bending influences partially compensate.

Bei der Auswahl des kompressiblen nicht leitenden Mediums ist gemäß Anspruch 16 auf einen großen elastischen und einen geringen viskosen Anteil zu achten. Bewährt haben sich hierfür gemäß Anspruch 17 Polyurethan und gemäß Anspruch 18 Silikonkautschuk, insbesondere gemäß Anspruch 20 Qualitäten mit hoher Dichte. Bei diesen wird im Vergleich zu weniger dichten Qualitäten bei Kompression eine größere Materialmenge im Feld bewegt, was zu einem größeren Messeffekt führt.at the selection of the compressible non-conductive medium is according to claim 16 on a big one elastic and a low viscous component to pay attention. Have proven for this according to claim 17 polyurethane and according to claim 18 silicone rubber, in particular according to claim 20 qualities with high density. These are compared to less dense qualities at Compression a larger amount of material moving in the field, resulting in a larger measuring effect leads.

Anspruch 1 umfasst auch den Fall, dass das kompressible nicht leitende Medium gemäß Anspruch 21 als durch eine Hülle abgeschlossenes Luftvolumen ausgebildet ist. Auch in diesem Fall wird die Krafteinwirkung eines Körpers (z.B. sein Eindrücken der Hülle) durch die nicht beidseitig, sondern auf der gleichen Seite des Luftvolumens angeordneten elektrischen Leiter durch Kapazitätsmessung nachgewiesen.claim 1 also includes the case that the compressible non-conductive medium according to claim 21 as through a shell completed air volume is formed. In this case, too becomes the force of a body (e.g., his impressions of cover) through the not bilateral, but on the same side of the air volume arranged electrical conductors detected by capacitance measurement.

Machen Anwendungen eine Abschirmschicht auf dem nicht leitenden Medium erforderlich, ist auf ausreichende Elastizität zu achten, um die oben beschriebenen Vorteile der Anordnung beider Kondensatorplatten auf der gleichen Seite des nicht leitenden Mediums nicht zu gefährden. Vorteilhaft ist es hier, die Abschirmung gemäß Anspruch 24 aus leitfähigem Silikonkautschuk auszubilden.Do Applications a shielding layer on the non-conductive medium is necessary to ensure sufficient elasticity to those described above Advantages of placing both capacitor plates on the same Do not endanger the non-conductive medium side. It is advantageous here the shield according to claim 24 made of conductive Silicone rubber form.

Ausführungsformen von Sensorelementen der Erfindung für Flächenpressung, kurz auch Elemente genannt, sowie von Sensoren für die Verteilung der Flächenpressung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben.Embodiments of sensor elements The invention for surface pressure, also called elements for short, as well as sensors for the distribution of the surface pressure will be described below by way of example with reference to the drawings.

1 zeigt den Aufbau eines Elements des Sensors. Auf einem Träger 5 sind zwei Leiter 2 und 3 angeordnet, die als Kondensatorplatten arbeiten und die an ein Kapazitäts-Messgerät 6 angeschlossen sind. Die Platten sind mit einem nicht leitenden Medium 1 abgedeckt, das als Dielektrikum des Kondensators fungiert. Beide Leiter sind auf der gleichen Seite des nicht leitenden Mediums angeordnet. Die Feldlinien 4 durchdringen das nicht leitende Medium und werden von einer auf das nicht leitende Medium einwirkenden Kraft beeinflusst, so dass sich die Kapazität ändert. 1 shows the structure of an element of the sensor. On a carrier 5 are two leaders 2 and 3 arranged to work as capacitor plates and connected to a capacitance meter 6 are connected. The plates are with a non-conductive medium 1 covered, which acts as a dielectric of the capacitor. Both conductors are arranged on the same side of the non-conductive medium. The field lines 4 penetrate the nonconducting medium and are affected by a force acting on the nonconducting medium, so that the capacitance changes.

2 zeigt eine Erweiterung. Zwei Elemente sind so auf einem Träger 5 aneinandergefügt, dass sich die Leiter flächig berühren und, was elektrisch gleichbedeutend ist, miteinander verschmelzen. Dann ist das so entstandene Kondensatorplattenpaar 2, 3 beidseitig von den nicht leitenden Medien 1, 1a umgeben; beide Platten sind jeweils auf der gleichen Seite des nicht leitenden Mediums angeordnet. Die Feldlinien 4, 4a haben einen ähnlichen Verlauf wie in 1; eine durch Krafteinwirkung hervorgerufene Änderung beider nicht leitender Medien hat auf die Kapazität einen ähnlichen Einfluss, so dass sich die durch das Messgerät 6 gemessene Kapazitätsänderung in etwa verdoppelt. 2 shows an extension. Two elements are on a support 5 joined together that touch the conductor surface and, what is electrically equivalent, merge together. Then the resulting capacitor plate pair 2 . 3 on both sides of the non-conductive media 1 . 1a surround; both plates are each arranged on the same side of the non-conductive medium. The field lines 4 . 4a have a similar course as in 1 ; A force induced change in both nonconductive media has a similar effect on capacity, resulting in a change in the meter's capacity 6 Measured capacity change is approximately doubled.

3 zeigt einen Sensor für die Verteilung von Flächenpressung mit vielfachen Plattenpaaren 2,3, der gebogen wurde. Da die Oberseite des Sensors nicht durch wenig dehnbare Leiter abgedeckt ist, kann sich das elastische nicht leitende Medium 1 leicht den Erfordernissen der Biegung anpassen: Die neutrale Faser verläuft im Träger 5, das nicht leitende Medium wird gedehnt. 3 shows a sensor for the distribution of surface pressure with multiple plate pairs 2 . 3 who was bent. Since the top of the sensor is not covered by low stretchable conductors, the elastic non-conductive medium can 1 easily adapt to the requirements of bending: The neutral fiber runs in the carrier 5 , the non-conductive medium is stretched.

4 zeigt den Aufbau der Platten für einen Kondensator eines Sensorelements auf der Oberseite einer nicht biegbaren, ca. 1mm starken Platine. Die linke Platte 1 und die rechte Platte 2 sind jeweils durch kammartige Leiterbahnen realisiert, die ineinander greifen und so eine, auf die Fläche bezogen, relativ große Kapazität bilden. Die linke Platte weist beidseitig (in der Zeichnung nach oben und unten zeigende) Bahnen auf, welche die Platte mit dem ersten Anschluss eines Kapazitäts-Messgeräts oder mit Nachbarplatten verbinden. Die rechte Platte ist mit einer als Kreis gezeichneten Durchkontaktierung 3 verbunden, welche die rechte Platte durch das Substrat hindurch mit einer auf der Platinenunterseite verlaufenden Bahn 4 verbindet, welche die Verbindung mit dem zweiten Anschluss des Kapazitäts-Messgeräts oder mit Nachbarplatten herstellt. 4 shows the structure of the plates for a capacitor of a sensor element on top of a non-bendable, about 1mm thick board. The left plate 1 and the right plate 2 are each realized by comb-like tracks, which interlock and thus, relative to the area, form a relatively large capacity. The left panel has tracks (up and down in the drawing) which connect the panel to the first terminal of a capacitance meter or to neighboring panels. The right-hand plate has a through-hole drawn as a circle 3 connected to the right panel through the substrate with a running on the board bottom sheet 4 which connects to the second terminal of the capacitance meter or to adjacent panels.

5 zeigt die Anordnung der Platten für Kondensatoren von Sensorelementen auf einer biegbaren, ca. 0,1mm starken Platine. Platte 2 ist auf der Oberseite und Platte 3 auf der Unterseite der Platine 5 aufgebaut. Die Feldlinien 4 und damit die Kapazität werden wiederum durch eine Änderung des nicht leitenden Mediums beeinflusst. 5 shows the arrangement of the plates for capacitors of sensor elements on a bendable, about 0.1mm thick board. plate 2 is on the top and plate 3 on the bottom of the board 5 built up. The field lines 4 and thus the capacity are in turn influenced by a change in the non-conductive medium.

6 zeigt eine Anordnung eines Sensorelements, in der das nicht leitende Medium als ein mit einer Hülle 1 umgebener Luftraum ausgebildet ist. Ein Körper 7 übt auf die Hülle eine Kraft aus und dringt so in den Luftraum ein und beeinflusst das elektrische Feld 4. 6 shows an arrangement of a sensor element, in which the non-conductive medium as a with a shell 1 surrounded airspace is formed. A body 7 exerts a force on the shell and thus penetrates into the air space and influences the electric field 4 ,

Claims (23)

Sensor für die Verteilung der Flächenpressung mit einer Vielzahl von Elementen, die aus jeweils einem Paar von elektrischen Leitern (2,3) und jeweils einem flächigen und kompressiblen, durch die Presskraft beeinflussten elektrischen nicht leitenden Medium (1) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare von elektrischen Leitern (2,3) auf der gleichen Seite des flächigen nicht leitenden Mediums (1) angeordnet sind.Sensor for the distribution of surface pressure with a plurality of elements, each consisting of a pair of electrical conductors ( 2 . 3 ) and in each case a flat and compressible, influenced by the pressing force electrical non-conductive medium ( 1 ), characterized in that the pairs of electrical conductors ( 2 . 3 ) on the same side of the sheet non-conductive medium ( 1 ) are arranged. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (2,3) flächig ausgebildet sind.Sensor according to claim 1, characterized in that the conductors ( 2 . 3 ) are formed flat. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen Leiter (2,3) parallel oder nahezu parallel und in einer Ebene oder nahezu in einer Ebene angeordnet sind.Sensor according to claim 2, characterized in that the planar conductors ( 2 . 3 ) are arranged parallel or nearly parallel and in one plane or almost in one plane. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Leiter (2 oder 3) aufgefächert ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the conductors ( 2 or 3 ) is fanned out. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des oder der aufgefächerten Leiter (2,3) unter Bildung von zinkenartigen Teilen kammartig aufgefächert ist.Sensor according to claim 4, characterized in that the surface of the fanned-out conductor or conductors ( 2 . 3 ) is spread like a comb to form tine-like parts. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zinkenartigen Teile der kammartig aufgefächerten Flächen ineinander greifen.Sensor according to claim 5, characterized in that the tine-like parts of the comb-like fanned surfaces interlock. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (2,3) auf einem Träger (5) angeordnet sind und dass die Leiter (2,3) gegenüber dem Träger (5) erhaben sind.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the conductors ( 2 . 3 ) on a support ( 5 ) and that the conductors ( 2 . 3 ) relative to the carrier ( 5 ) are sublime. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (2,3) auf einer elektronischen Schaltplatine (5) angeordnet sind.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the conductors ( 2 . 3 ) on an electronic circuit board ( 5 ) are arranged. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2,3) auf der dem nicht leitenden Medium (1) zugewandten Seite der Platine (5) angeordnet sind.Sensor according to claim 8, characterized in that the electrical conductors ( 2 . 3 ) on the non-conductive medium ( 1 ) facing side of the board ( 5 ) are arranged. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (2,3) auf der dem nicht leitenden Medium (1) abgewandten Seite der Platine (5) angeordnet sind.Sensor according to claim 8, characterized in that the electrical conductors ( 2 . 3 ) on the non-conductive medium ( 1 ) facing away from the board ( 5 ) are arranged. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterpaare (2,3) auf unterschiedlichen Seiten der Schaltplatine (5) angeordnet sind.Sensor according to claim 8, characterized in that the conductor pairs ( 2 . 3 ) on different sides of the circuit board ( 5 ) are arranged. Sensor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine (5) biegbar ausgebildet ist.Sensor according to one of claims 8 to 11, characterized in that the circuit board ( 5 ) is formed bendable. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die nicht leitenden Medien (1) mit einem Kleber mit den Leitern (2,3) verbunden sind.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more non-conductive media ( 1 ) with an adhesive with the conductors ( 2 . 3 ) are connected. Sensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber als aufgesprühter Haftkleber ausgebildet ist.Sensor according to claim 13, characterized that the glue is sprayed on Pressure-sensitive adhesive is formed. Sensor nach einem der Ansprüche 2–14, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Sensorelemente so miteinander verbunden sind dass sich die Leiter (2,3) jeweils paarweise flächig berühren.Sensor according to one of claims 2-14, characterized in that in each case two sensor elements are connected to one another in such a way that the conductors ( 2 . 3 ) each in pairs touch flat. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Medium (1) elastisch ausgebildet ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the non-conductive medium ( 1 ) is elastic. Sensor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Medium (1) ein Polyurethan ist.Sensor according to claim 16, characterized in that the non-conductive medium ( 1 ) is a polyurethane. Sensor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Medium (1) ein Silikonkautschuk ist.Sensor according to claim 16, characterized in that the non-conductive medium ( 1 ) is a silicone rubber. Sensor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber flüssiger Silikon-Kautschuk ist.Sensor according to claim 18, characterized that the glue is more fluid Silicone rubber is. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Medium (1) eine hohe Dichte aufweist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the non-conductive medium ( 1 ) has a high density. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Medium (1) ein oder mehrere durch eine Hülle abgeschlossene Luftvolumina sind.Sensor according to one of claims 1 to 15, characterized in that the non-conductive medium ( 1 ) are one or more closed by a shell air volumes. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den elektrischen Leitern (2,3) abgewandten Seite des nicht leitenden Mediums (1) eine Abschirmschicht angeordnet ist.Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that on the the electrical conductors ( 2 . 3 ) facing away from the non-conductive medium ( 1 ) a shielding layer is arranged. Sensor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht aus leitfähigem Silikonkautschuk besteht.Sensor according to claim 22, characterized the shielding layer consists of conductive silicone rubber.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2318581A1 (en) * 1972-04-13 1973-10-18 Redac Software Ltd SIGNAL GENERATOR AND METHOD OF ITS MANUFACTURING
DE19818650A1 (en) * 1998-04-25 1999-11-04 Leonische Drahtwerke Ag Force sensor for trap prevention device in motor vehicle window
US6532824B1 (en) * 1999-07-09 2003-03-18 Tokin Corporation Capacitive strain sensor and method for using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2318581A1 (en) * 1972-04-13 1973-10-18 Redac Software Ltd SIGNAL GENERATOR AND METHOD OF ITS MANUFACTURING
DE19818650A1 (en) * 1998-04-25 1999-11-04 Leonische Drahtwerke Ag Force sensor for trap prevention device in motor vehicle window
US6532824B1 (en) * 1999-07-09 2003-03-18 Tokin Corporation Capacitive strain sensor and method for using the same

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